【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安全监测，具体是一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法。
技术介绍
1、拱坝作为一种重要的水利工程结构，其安全性对水资源的开发利用和区域安全具有重要意义。拱坝在长期服役过程中，可能会因为地形地质条件复杂、老化、病害等问题导致结构承载能力下降，从而增加重大工程事故的潜在风险。因此，对拱坝变形性态进行准确监测和分析，对于保障拱坝安全运行至关重要。
2、现有技术中，大坝变形监测通常侧重于单个监测点的时域特征分析，缺乏对多测点变形的相似性和整体性考虑。此外，传统方法在处理模型不确定性方面也存在不足，导致监测模型的预测效果和稳健性有限。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，解决现有技术存在的监测模型的预测效果和稳健性有限的问题。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
3、一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，基于对坝体多测点变形的分区聚类、贝叶斯模型选择与平均，实现对混凝土拱坝变形性态的变形机理进行分析。
4、作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：
5、a)数据预处理：从大坝监测数据库中调取观测数据，并对观测数据进行预处理；
6、b)面板数据聚类：对坝体多测点变形进行分区聚类；
7、c)综合位移提取：提取综合位移；
8、d)贝叶斯模型选择与平均：预选出符合大坝实际运行情况的因子集，建立不同的统计模型构成模型集，对模型集进行贝
9、e)变形机理分析：基于贝叶斯模型平均结果，对各分区的变形作用机理进行定量分析与解释。
10、作为一种优选的技术方案，步骤a)中，观测数据包括径向位移数据。
11、作为一种优选的技术方案，步骤a)中，预处理包括粗差处理以及缺失值补全。
12、作为一种优选的技术方案，步骤b)中，对面板数据综合指标进行相似性衡量，利用层次聚类方法对坝体多测点变形进行分区聚类。
13、作为一种优选的技术方案，步骤b)中，采用基于ward的层次聚类方法，并通过变异系数法确定权重系数。
14、作为一种优选的技术方案，步骤c)中，对各分区变形数据进行主成分分析，提取包含分区变形性态的综合位移。
15、作为一种优选的技术方案，步骤d)中，基于测点变形监测量定性分析，预选出符合大坝实际运行情况的因子集，利用马尔科夫链蒙特卡罗方法进行贝叶斯模型选择与平均，并对贝叶斯模型的不确定性进行分析。
16、作为一种优选的技术方案，步骤d)中，使用马尔科夫链蒙特卡罗(mcmc)方法对模型空间进行抽样，并计算模型后验概率分布的边际似然函数。
17、作为一种优选的技术方案，步骤e)中，变形机理分析步骤中，通过比较不同分区的分量贡献，揭示拱坝变形的时空规律和影响因素。
18、本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
19、(1)通过面板数据聚类和pca降维，能够充分考虑变形的多维时空特征，提高变形监测的准确性和全面性；
20、(2)贝叶斯模型选择与平均方法能够有效处理模型不确定性，提供更加稳健的预测结果；
21、(3)该方法能够为拱坝变形性态演变历程分析提供有力的技术支持，有助于及时发现潜在的安全问题，为大坝安全管理提供科学依据。
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1.一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，基于对坝体多测点变形的分区聚类、贝叶斯模型选择与平均，实现对混凝土拱坝变形性态的变形机理进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤a)中，观测数据包括径向位移数据。
4.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤a)中，预处理包括粗差处理以及缺失值补全。
5.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤b)中，对面板数据综合指标进行相似性衡量，利用层次聚类方法对坝体多测点变形进行分区聚类。
6.根据权利要求5所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤b)中，采用基于ward的层次聚类方法，并通过变异系数法确定权重系数。
7.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤c)中，对各分区变形数据进行主成分分析，提取包含分区变形性态
8.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤d)中，基于测点变形监测量定性分析，预选出符合大坝实际运行情况的因子集，建立不同的统计模型构成模型集，利用马尔科夫链蒙特卡罗方法进行贝叶斯模型平均，并对贝叶斯模型的不确定性进行分析。
9.根据权利要求8所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤d)中，使用马尔科夫链蒙特卡罗方法对模型空间进行抽样，并计算模型后验概率分布的边际似然函数。
10.根据权利要求2至9任一项所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤e)中，变形机理分析步骤中，通过比较不同分区的分量贡献，揭示拱坝变形的时空规律和影响因素。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，基于对坝体多测点变形的分区聚类、贝叶斯模型选择与平均，实现对混凝土拱坝变形性态的变形机理进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤a)中，观测数据包括径向位移数据。
4.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤a)中，预处理包括粗差处理以及缺失值补全。
5.根据权利要求2所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤b)中，对面板数据综合指标进行相似性衡量，利用层次聚类方法对坝体多测点变形进行分区聚类。
6.根据权利要求5所述的一种混凝土拱坝变形性态时空分析方法，其特征在于，步骤b)中，采用基于ward的层次聚类方法，并通过变异系...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈家敏，田静杰，徐波，徐颖，夏帆，胡长浩，
申请(专利权)人：三峡金沙江川云水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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